本文關(guān)鍵詞：基于Comsol的腦電信號分析模型的研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電活動對研究腦功能和定位病灶是非常重要的,活體實(shí)驗(yàn)采用的腦深度記錄(Deep Brain EEG)或臨床采用的顱內(nèi)電極記錄(iEEG)是常規(guī)使用的技術(shù),這些技術(shù)采集的記錄是局部場電位(Local Field Potential,LFP)。例如,與腦的學(xué)習(xí)、記憶等功能有很大關(guān)系的Theta節(jié)律(4~12Hz)可由神經(jīng)核團(tuán)的局部場電位(Local Field Potentials,LFPs)提取。由場電位計(jì)算的能量和相位穩(wěn)定性是廣泛使用的分析參量,但目前尚不清楚它們與神經(jīng)電活動源以及生物組織特性的關(guān)系,論文基于此從理論上研究了這一問題。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層面上,解釋活體局部場電位產(chǎn)生機(jī)制,普遍采用的是等效偶極子電流理論:腦電的局部場電位是細(xì)胞外電流(體電流)流經(jīng)周圍媒質(zhì)所形成,體電流由在空間上平行分布而在時間上同步或準(zhǔn)同步激活的神經(jīng)元群所決定,可等效為偶極子電流。論文利用了Comsol Multiphysics(FEMLAB)所提供的有限元方法(FEM)在球模型上計(jì)算了Theta振蕩的偶極子電流源所產(chǎn)生的場電位(Field Potentials,FPs);使用希爾伯特變換提取了Theta節(jié)律的能量和相位;采用了三種方法計(jì)算了Theta相位穩(wěn)定性:相位穩(wěn)定指數(shù)、相差玫瑰圖統(tǒng)計(jì)方法、基于傅里葉變換和反變換,并借助腦電計(jì)算軟件EEGLAB所提供的相位同步的條圖(Phase Sorting)統(tǒng)計(jì)方法;分析了它們隨偶極子電流源的活動(振幅、頻率、初相和持續(xù)時間)及其位置的變化規(guī)律,也研究了它們與導(dǎo)電媒質(zhì)電導(dǎo)率、各向同性和各向異性的關(guān)系。發(fā)現(xiàn):(1)Theta能量隨著導(dǎo)電媒質(zhì)電導(dǎo)率的增大而減小;它不僅與偶極子電流源的振幅平方成正比,而且與其所處的位置有很大關(guān)系,但卻與其頻率和相位穩(wěn)定性關(guān)系不大;(2)Theta相位穩(wěn)定性只取決于偶極子電流源的相位穩(wěn)定性,與其它因素關(guān)系不大。結(jié)論:Theta能量不僅與生物組織導(dǎo)電特性有關(guān),也與其電活動特性有關(guān);Theta相位穩(wěn)定性卻只與生物組織電活動特性有關(guān)。由此推測:場電位的能量和相位穩(wěn)定性在衡量與Theta節(jié)律相關(guān)的腦功能時可有不同的表達(dá)方式,同時對它們的分析可提供更多的神經(jīng)活動信息,這項(xiàng)工作有助于認(rèn)識生物組織對認(rèn)知節(jié)律的影響。
【關(guān)鍵詞】：偶極子 場電位 導(dǎo)電介質(zhì) Theta 節(jié)律
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R338;TN911.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 等效電流偶極子理論的基本原理11-12
• 1.4 本課題的主要工作及論文結(jié)構(gòu)12-15
• 1.4.1 論文的主要工作12
• 1.4.2 文章的結(jié)構(gòu)12-15
• 第二章 有限元法15-23
• 2.1 有限元法簡介15-16
• 2.2 有限元法的發(fā)展概況16
• 2.3 有限元法的數(shù)值計(jì)算16-21
• 2.3.1 有限元法解題思路16-17
• 2.3.2 有限元法在求解中的應(yīng)用17-20
• 2.3.3 有限元法解題步驟20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 第三章 多場耦合軟件Comsol Multiphysics23-27
• 3.1 Comsol Multiphysics簡介23-24
• 3.2 Comsol Multiphysics的AC/DC模塊24-25
• 3.3 本章小結(jié)25-27
• 第四章 準(zhǔn)靜態(tài)場電位的研究27-37
• 4.1 Theta振蕩27-28
• 4.2 偶極子電流的場電位28-29
• 4.3 電導(dǎo)率29-31
• 4.4 瞬時能量和相位的計(jì)算31-33
• 4.5 相位穩(wěn)定性33-34
• 4.6 統(tǒng)計(jì)方法34-35
• 4.7 本章小結(jié)35-37
• 第五章 Theta的能量分析37-47
• 5.1 Theta能量和導(dǎo)電媒質(zhì)的電導(dǎo)率的關(guān)系37-39
• 5.2 Theta能量與振蕩偶極子電流的關(guān)系39-41
• 5.3 Theta能量與偶極子電流位置的關(guān)系41-45
• 5.4 本章小結(jié)45-47
• 第六章 Theta的相位穩(wěn)定性47-55
• 6.1 Theta的相位穩(wěn)定性與偶極子電流及導(dǎo)電媒質(zhì)電導(dǎo)率的關(guān)系47-52
• 6.2 Theta的相位穩(wěn)定性與偶極子位置的關(guān)系52-54
• 6.3 本章小結(jié)54-55
• 第七章 工作總結(jié)與展望55-57
• 7.1 工作總結(jié)55-56
• 7.2 工作展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果61-63
• 致謝63

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本文編號：324179